DE3605970C2 - Schnellwechselfutter für Werkzeuge - Google Patents
Schnellwechselfutter für WerkzeugeInfo
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- DE3605970C2 DE3605970C2 DE3605970A DE3605970A DE3605970C2 DE 3605970 C2 DE3605970 C2 DE 3605970C2 DE 3605970 A DE3605970 A DE 3605970A DE 3605970 A DE3605970 A DE 3605970A DE 3605970 C2 DE3605970 C2 DE 3605970C2
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- B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
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- B23B31/10—Chucks characterised by the retaining or gripping devices or their immediate operating means
- B23B31/107—Retention by laterally-acting detents, e.g. pins, screws, wedges; Retention by loose elements, e.g. balls
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Schnellwechselfutter für
Werkzeuge, z. B. Bohrer, Fräser od. dgl., insbesondere für
einen automatischen Werkzeugwechsel, der im Oberbegriff des
Anspruchs 1 genannten Art.
Es sind Bohrfutter der eingangs genannten Art bekannt (DE-OS 17 77 171), bei
denen die Verriegelungselemente aus Kugeln bestehen, die einer
seits die axiale Verriegelung und andererseits die drehmoment
übertragende Kupplung des in den Futterkörper eingesetzten
Werkzeugträgers bewirken. Die Verriegelungselemente werden über
eine äußere Schalthülse radial nach innen gezwungen und bei
gegensinniger Verschiebung der Schalthülse soweit freigegeben,
daß beim Herausziehen des Werkzeugträgers die Verriegelungs
elemente unter Freigabe des Werkzeugträgers radial nach außen
auswandern können. Ein derartiges Schnellwechselfutter baut
relativ lang und im Durchmesser relativ groß. Das damit gefaßte
Werkzeug hat dadurch eine relativ große Vorbaulänge ab Spindel
lagerung in der Maschine. Durch diese Länge ist eine Begrenzung
der möglichen Arbeitsdrehzahlen bei der Bearbeitung gegeben,
um noch die geforderte Genauigkeit zu gewährleisten und die
Belastung der maschinenseitigen Spindel in Grenzen zu halten,
insbesondere beim Bohren ohne Bohrbuchsen. Ein anderer
wesentlicher Nachteil liegt darin, daß sowohl beim Ein
stecken des Werkzeugträgers und dessen Verriegelung oder
Kupplung als auch beim Entriegeln bzw. Entkuppeln
und Herausziehen jeweils an der Schalthülse axiale
Schiebekräfte angreifen müssen, weswegen schon dadurch
bekannte Schnellwechselfutter einem automatischen Werk
zeugwechsel mittels Roboter od. dgl. Handhabungsautomat
schlecht zugänglich sind. Ein weiterer Nachteil liegt darin,
daß zum Entkuppeln bzw. Kuppeln jeweils große axiale
Verschiebewege von der Schalthülse durchlaufen werden
müssen, was große Werkzeugwechselzeiten bedingt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schnell
wechselfutter der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten
Art zu schaffen, das axial und radial klein baut und
kompakt ist und dadurch höhere Drehzahlen bei der Be
arbeitung zuläßt mit zugleich hoher Rundlaufgenauigkeit
und Reduzierung der Spindelbelastung und bei dem ein
automatischer Werkzeugwechsel mit kurzen Wechselzeiten
möglich ist und ein Verriegeln eines eingesteckten
Werkzeugträgers zugleich beim Einstecken selbsttätig
ohne die Notwendigkeit eines Angriffs an und einer Ver
schiebung der Schalthülse geschieht, die lediglich zum
Entriegeln oder Entkuppeln axial zu verschieben ist,
wobei sich extrem kurze axiale Verschiebewege für die
Schalthülse ergeben.
Die Aufgabe ist bei einem Schnellwechselfutter der im
Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art gemäß der
Erfindung gelöst durch die Merkmale im Kennzeichnungs
teil des Anspruchs 1. Durch die in den schrägen Quer
schlitzen verschiebbaren und gesteuerten Querbolzen ist
beim Einstecken des Werkzeugträgers ein selbsttätiges
Verriegeln möglich, ohne daß hierzu die Schalthülse
verschoben werden muß. Die Verriegelung erfolgt im Zuge
der axialen Einsteckbewegung und selbsttätig. Dadurch
wird das Schnellwechselfutter besonders für einen automatischen
Werkzeugwechsel mit Roboter od. dgl. Handhabungs
automaten geeignet. Von Vorteil ist ferner, daß das
Schnellwechselfutter im Durchmesser sehr klein und
kompakt gehalten werden kann und insbesondere aufgrund
der schrägen Querschlitze und so gesteuerten Querbolzen
auch axial sehr kurz baut. Durch diese ermöglichte
kurze Baulänge sind hohe Drehzahlen bei den Bearbeitungs
vorgängen möglich ohne Einbußen an Genauigkeit und ohne
erhöhte maschinenseitige Spindelbelastung. Im Gegenteil
kann die Spindelbelastung reduziert und die Genauigkeit
noch gesteigert werden und dies bei ermöglichten wesent
lich höheren Drehzahlen bei der Bearbeitung. Durch den
Schrägverlauf der Querschlitze und die so gesteuerten
Querbolzen ergeben sich nur kleine axiale Wege sowohl
für die Verriegelung eines eingesteckten Werkzeugträgers
als auch zur Verschiebung der Schalthülse und Her
stellung der Entriegelstellung. Durch diese extrem
kurzen axialen Wege zum Verriegeln bzw. zum Schalten
der Schalthülse und Entkuppeln wird das Schnellwechsel
futter besonders für den automatischen Werkzeugwechsel
mittels Roboter od. dgl. geeignet. Die erreichten kurzen
Schaltwege führen zu einer Reduzierung der Wechselzeiten
und damit der Leerzeiten. Die Erfindung schafft ferner
die Voraussetzungen für einen vollautomatischen Werk
zeugwechsel mittels Greifern eines Werkzeugwechslers.
Es versteht sich, daß das erfindungsgemäße Schnell
wechselfutter entweder mit seinem Futterkörper direkt
maschinenseitig angesetzt werden kann oder statt dessen
auch als Einsatz oder Vorsatzgerät ausgebildet sein kann,
der dann seinerseits mittels eines geeigneten Halters
in der Maschine gehalten wird. Die Schalthülse kann auf
ein Ringelement mit kleiner axialer Abmessung reduziert
werden, das die axial an den überstehenden Enden der
Querbolzen anliegende Ringfläche trägt. Die Umschließung
und Abdichtung des Futtergehäuses im Bereich der Quer
bolzen kann mittels Manschette od. dgl. erfolgen und muß
nicht zwingend zugleich über die Schalthülse geschehen.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß mit kurzen Werkzeu
gen, z. B. Bohrern, und dabei ohne Bohrbuchse gearbeitet
werden kann.
Weitere vorteilhafte Erfindungsmerkmale ergeben sich
aus den Ansprüchen 2-6. Durch die an die axiale
Ringfläche anschließende Ringausnehmung der Schalthülse
ist zugleich eine äußere Umfangssicherung geschaffen,
die ein völliges Heraustreten der Querbolzen aus den
Querschlitzen beim Entriegeln verhindert.
Weitere vorteilhafte Erfindungsmerkmale ergeben sich
aus den Ansprüchen 7 und 8. Hierdurch ist mit einfachen
Mitteln ein dichter Abschluß des Futtergehäuses nach
außen gewährleistet und verhindert, daß Kühl- und/oder
Schmiermittel oder Schmutz von außen eindringen können.
Von Vorteil ist ferner die erfindungsgemäße Ausbildung
gemäß Anspruch 9. Bei einem automatischen Werkzeugwechsel
mit Roboter kann der Greifer entweder in der Umfangsnut
des Ringflansches oder am axialen Ende der Schalthülse
an der dortigen Schrägfläche angreifen.
Weitere vorteilhafte Erfindungsmerkmale ergeben sich aus
den Ansprüchen 10-18. Hierdurch ist eine sichere Dreh
momentübertragung gewährleistet, wobei der dazu nötige
Formschluß zuverlässig und schnell beim Einsetzen des
Werkzeugträgers selbsttätig erzielt und beim Werkzeug
wechsel mit Herausziehen des Werkzeugträgers selbst
tätig wieder aufgehoben wird. Beim Einsetzen des Werk
zeugträgers finden die Mitnahmekörper, insbesondere
Kugeln, selbsttätig ihren Platz in den Vertiefungen.
Sollte beim Einstecken eine Relativdrehlage vorliegen,
bei der statt der Vertiefungen die diese voneinander
abteilenden Erhöhungen in den Bereich von Mitnahmekörpern,
insbesondere Kugeln, gelangen, bahnen sich die Kugeln
selbsttätig ihren Weg in die benachbarte Vertiefung,
mit demgemäßer relativ geringer, dadurch erfolgter
Drehung des Werkzeugträgers relativ zum Futterkörper.
Die Drehmomentübertragung ist verschleißarm, zuverlässig
und durch kurze relative Axialverschiebung herstellbar
bzw. trennbar.
Weitere vorteilhafte Erfindungsmerkmale ergeben sich
aus den Ansprüchen 19 und 20. Der Steilkegel unterstützt
die erreichte kurze kompakte Bauweise und gewährleistet
im eingesteckten Zustand eine hohe Rundlaufgenauigkeit
und Eignung des Schnellwechselfutters für große Dreh
zahlen. Ferner unterstützt der Steilkegel die leichte
und vor allem schnelle Kuppelbarkeit bzw. Entkuppelbar
keit. Außerdem ist zuverlässig ein axial sowie radial
spielfreier Sitz des Eingriffskörpers in der Aufnahme
gewährleistet mit reproduzierbarer Axialposition darin.
Weitere vorteilhafte Erfindungsmerkmale ergeben sich
aus den Ansprüchen 21-23. Die Kopffläche am vorderen
Ende des Eingriffskörpers erleichtert einerseits beim
Einstecken das Verdrängen der Querbolzen und damit die
selbsttätige Verriegelung. Andererseits wird die Kopf
fläche zugleich als Kegelfläche zur Herstellung des
axial und radial spielfreien Sitzes des Werkzeugträgers
herangezogen.
Durch die Erfindungsmerkmale in den Ansprüchen 24-26
ist mit einfachen Mitteln trotz der ermöglichten radial
kompakten Bauweise eine innere Kühlmittelzuführung ge
schaffen.
Von Vorteil sind ferner die Erfindungsmerkmale in den
Ansprüchen 27-30. Diese machen das Schnellwechsel
futter besonders geeignet für den automatischen Werk
zeugwechsel z. B. mittels Roboter. Dessen Greifarme
können am Ringflansch angreifen. Die relative Drehbar
keit zwischen Ringflansch und Werkzeugträger macht es
möglich, daß beim Einstecken die Herstellung der Dreh
momentübertragung selbsttätig auch dann geschieht,
wenn Erhöhungen zwischen den Vertiefungen auf die Mitnahme
körper, insbesondere Kugeln, auftreffen sollten. Die
Kugeln bahnen sich über die Rinnen dann einen Weg in
die benachbarte Vertiefung unter geringfügiger Drehung
des Werkzeugträgers relativ zum im Greifer festge
haltenen Ringflansch. Der Ringflansch des Werkzeug
trägers zusammen mit dem Ringflansch der Schalthülse
und/oder der vorderen Schrägfläche dieser schaffen die
Voraussetzungen dafür, mit einem Kombinationsgreifer
ein Entkuppeln und Kuppeln des Werkzeugträgers zu er
möglichen, wobei beim Entkuppeln die Schalthülse vom
Greifer axial in die Entriegelungsstellung verschoben
wird, z. B. durch paralleles Schließen zweier Greif
backen des Greifers, und dabei zwischen zwei benach
barten Greifbacken der Ringflansch des Werkzeugträgers
gefaßt wird. Wenn beide Greiferpaare federbelastet und
relativ zueinander verschiebbar sind, so kann das den
Ringflansch des Werkzeugträgers umfassende Greiferpaar
dann, wenn die Schalthülse vom anderen Greiferpaar in
die Entkuppelstellung verschoben worden ist und in
dieser Stellung gehalten wird, vom anderen Greiferpaar
axial z. B. unter Federkraft abrücken und dadurch
den Werkzeugträger aus der Aufnahme zumindest soweit
herausziehen, daß ein Freigeben der Schalthülse hiernach
nicht zu einer erneuten Verriegelung führt. Zum Ein
stecken und Verriegeln eines neuen Werkzeugträgers kann
ein Greiferpaar an dessen Ringflansch angreifen und
den Werkzeugträger koaxial in die Aufnahme bis zur
Herstellung der Verriegelung einstecken.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von den in den
Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispielen näher
erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen schematischen axialen Schnitt
mit teilweiser Seitenansicht eines
Schnellwechselfutters mit darin ver
riegeltem Werkzeugträger, zu dem auf der
anderen Seite der Längsmittelachse eine
Variante gezeigt ist,
Fig. 2 eine gegenüber der Darstellung in Fig. 1
um 90° gedrehte, teilweise geschnittene
Seitenansicht des Schnellwechselfutters
ohne Werkzeugträger,
Fig. 3 eine stirnseitige Draufsicht des Schnell
wechselfutters ohne Werkzeugträger in Fig. 1,
Fig. 4 eine stirnseitige Draufsicht allein des
Werkzeugträgers,
Fig. 5 eine schematische Seitenansicht eines
Teiles des Schnellwechselfutters und eines
Greifers eines Werkzeugwechslers zu Beginn
des Entriegelungsvorganges,
Fig. 6 eine Ansicht in Pfeilrichtung VI in Fig. 5.
In den Zeichnungen ist ein Schnellwechselfutter 10
für Werkzeuge, insbesondere für Bohrer oder auch für
anders geartete Werkzeuge, wie Fräser, Schleifstifte od. dgl.,
gezeigt, das insbesondere für einen automatischen Werk
zeugwechsel, vorzugsweise mittels Robotern od. dgl.
Handhabungsautomaten, geeignet ist.
Das Schnellwechselfutter 10 weist einen rotations
symmetrischen Futterkörper 11 mit endseitigem Be
festigungsflansch 12 und Hülsenteil 13 auf, in dem eine
zentrale innere Aufnahme 14 enthalten ist, in die
ein koaxialer Werkzeugträger 15 durch einfaches Ein
stecken in Pfeilrichtung 16, d.h. in Richtung zum Be
festigungsflansch 12 hin, mit einem Eingriffskörper 17
eingeführt werden kann, der darin radial und axial spiel
frei aufgenommen und in reproduzierbarer Stellung ver
riegelt wird. Die Innenfläche 18 der Aufnahme 14 sowie
die Außenfläche 19 des Eingriffskörpers 17 verjüngen
sich zumindest auf einem Axialbereich oder auf zwei
axial in Abstand voneinander befindlichen Axialbereichen
in Einsteckrichtung gemäß Pfeil 16 etwa kegelstumpf
förmig, wobei beide den gleichen Steilkegel aufweisen,
dessen Kegelwinkel unterhalb der Selbsthemmung liegt.
Bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel
sind statt dessen die Innenfläche 18 und die Außenfläche
19 zylindrisch, wobei der eingesetzte Werkzeugträger 15
dadurch reproduzierbar axial plaziert ist, daß er mit
einer axialen Ringfläche an einer zugeordneten axialen
Widerlagerfläche des Futterkörpers 11 zur Anlage kommt.
Zum axialen Verriegeln in der eingesteckten Stellung
gemäß Fig. 1 dienen Verriegelungselemente, die hier in
besonderer Weise aus zumindest zwei Querbolzen 20, 21,
Rollen, Walzen oder dergl. bestehen. Diese sind im
Futterkörper 11 radial und zugleich axial verschiebbar
gehalten. Sie können daher beim Einstecken des Eingriffs
körpers 17 selbsttätig radial und überlagert axial
ausweichen und hiernach gegensinnig in die Verriegelungs
stellung (Fig. 1) unter axialer Verriegelung des Werk
zeugträgers 15 im Bereich seines Eingriffskörpers 17
zurückgehen.
Der Eingriffskörper 17 weist etwa auf halber axialer
Länge eine im Querschnitt etwa trapezförmige äußere
Ringnut 22 auf, durch die die kegelstumpfförmige Außen
fläche 19 in zwei axial benachbarte Kegelabschnitte
unterteilt ist. Die Breite der Ringnut 22 entspricht zu
mindest etwa dem Durchmesser der Querbolzen 20, 21.
Von Bedeutung ist von der Ringnut 22 deren in Einsteck
richtung vordere Nutflanke, die eine schräge Umfangs
fläche 23 bildet, hinter der beim Einstecken des Eingriffs
körpers 17 in die Aufnahme 14 die Querbolzen 20, 21
einschnappen können, unter Anlage an der Umfangsfläche 23,
wobei bedingt durch den Schrägverlauf der Umfangsfläche
23 eine axiale Kraftkomponente erzeugt ist, mittels
der der Eingriffskörper 17 in Pfeilrichtung 16 in die
Aufnahme 14 hineingezogen wird und bleibt.
Auf dem Futterkörper 11 sitzt außen eine darauf ver
schiebbar geführte Schalthülse 24, die hier allein zum
Entriegeln der Querbolzen 20, 21 und zum geschützten
und dichten äußeren Abschluß der außen befindlichen
Elemente des Futterkörpers 11 dient. Die Schalthülse 24
ist in Fig. 3 der besseren Übersicht wegen weggelassen.
Mittels dieser sind die Querbolzen 20, 21 in der in
Fig. 1 gezeigten Verriegelungsstellung zum Entriegeln
des Werkzeugträgers 15 beaufschlagbar. Dieser ist in
der verriegelten Stellung in Drehrichtung drehmoment
übertragend mit dem maschinenseitig rotatorisch ange
triebenen Futterkörper 11 gekuppelt.
Der Werkzeugträger 15 enthält am anderen, dem Eingriffs
körper 17 abgewandten Ende eine Aufnahme 25, die hier aus
einer Kegelbohrung besteht, in der eine Spannzange 26
eingesetzt ist, in der das nicht gezeigte Werkzeug,
z. B. ein Bohrer, fest eingespannt ist. Das Werkzeug
schlägt dabei zur Vorgabe der axialen Einstecktiefe an
einer Einstellschraube im Werkzeugträger 15 an.
Die beiden Querbolzen 20, 21 sind innerhalb einer
gemeinsamen Diametralebene in Abstand voneinander
angeordnet. Sie liegen einander gegenüber und verlaufen
etwa parallel zueinander, was jedoch nicht unbedingt
zwingend ist. Dabei sind die Querbolzen 20, 21 jeweils
einer Sekante folgend innerhalb eines schrägen, nach
innen zur Aufnahme 14 und nach außen zur äußeren Umfangs
fläche 27 des Futterkörpers 11 hin offenen Querschlitzes
28 bzw. 29 beweglich gehalten. Die schrägen Quer
schlitze 28, 29 verlaufen in Schrägebenen, die entgegen
der Einsteckrichtung des Eingriffskörpers 17 gemäß
Pfeil 16 etwa keilförmig zulaufen. Die Querbolzen 20, 21
sind im zugeordneten Querschlitz 28 bzw. 29 derart
gehalten, daß jeweils die Enden 30, 31 des Querbolzens
20 bzw. 32, 33 des Querbolzens 21 beidseitig aus dem
zugeordneten Querschlitz 28 bzw. 29 herausragen und
über die äußere Umfangsfläche 27 des Futterkörpers 11
überstehen, während ein mittlerer Abschnitt 34 bzw. 35
zumindest in der verriegelten Stellung gemäß Fig. 1
oder auch in der zur Aufnahme eines einzusteckenden Ein
griffskörpers 17 bereiten Stellung gemäß Fig. 2 und 3
durch den Querschlitz 28 bzw. 29 hindurch radial nach
innen und in die Aufnahme 14 hinein vorsteht. Die über
stehenden Enden 30 bis 33 sind auf der Axialseite, die
zum Befestigungsflansch 12 hinweist, mittels Federkraft
derart beaufschlagt, daß die Querbolzen 20, 21 entlang
dem jeweiligen schrägen Querschlitz 28 bzw. 29 radial
nach innen und überlagert axial gegensinnig zum Pfeil 16
gezwungen sind. Auf der gegenüberliegenden Axialseite
sind die überstehenden Enden 30 bis 33 von einer benach
barten axialen Ringfläche 36 zum Entriegeln gegensinnig
zur Federkraft, also in Richtung des Pfeiles 16, aus
dem schrägen Querschlitz 28 bzw. 29 heraus verschiebbar.
Die axiale Ringfläche 36 kann an einem Schiebering sitzen.
Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Ringfläche 36
einstückiger Bestandteil der Schalthülse 24. Die Feder
kraft wird von einer Feder 37 erzeugt, die hier als
zylindrische Schraubenfeder ausgebildet ist und mit
einem Ende an einem Bund 38 des Futterkörpers 11 axial
abgestützt ist. Mit ihrem anderen Ende drückt die
Feder 37 auf einen Ring 39, der dort, wo die über
stehenden Enden 30 bis 33 der Querbolzen 20 bzw. 21
über die Umfangsfläche 27 überstehen, an diesen Enden
30 bis 33 aufliegt und abgestützt ist. Die Feder 37
wirkt als Druckfeder und steht unter Spannung.
Etwa im Axialbereich der Querbolzen 20, 21 und an
schließend an die axiale Ringfläche 36 weist die Schalt
hülse 24 eine innere Ringausnehmung 40 auf, deren Innen
durchmesser groß genug gewählt ist, damit die Querbolzen
20, 21 Platz bei der Verschiebung aus dem Querschlitz 28
bzw. 29 radial nach außen haben, da dann ja die über
stehenden Enden 30 bis 33 radial weiter nach außen
wandern. Durch die Ringausnehmung 40 sind die Querbolzen
20, 21 mit ihren überstehenden Enden 30 bis 33 im nach
außen herausgeschobenen Zustand zugleich gegen völliges
Austreten aus dem Querschlitz 28 bzw. 29 gesichert.
Durch eine Anfasung der Enden 30 bis 33 wird ein
Klemmen vermieden und zugleich einem etwaigen Verschleiß
entgegengewirkt.
An die axiale Ringfläche 36 der Schalthülse 24 schließt
sich innen eine zylindrische Innenfläche 41 an, deren
Durchmesser etwa demjenigen der äußeren Umfangsfläche 27
des Futterkörpers 11 entspricht. Am gegenüberliegenden
Ende sitzt die Schalthülse 24 mit einer zylindrischen
Innenfläche 42 auf einem entsprechend bemessenen Stufen
absatz 43 des Futterkörpers 11 auf. Auf diese Weise
ist die Schalthülse 24 radial zentriert und axial ge
führt und verschiebbar. Gegen Herabrutschen, gegensinnig
zum Pfeil 16, ist die Schalthülse 24 durch einen
Sicherungsring 44, der in einer Nut des Futterkörpers 11
sitzt, gesichert. Der zwischen der Schalthülse 24 und
dem Äußeren des Futterkörpers 11 vorhandene Zwischen
raum ist an beiden axialen Endbereichen der Schalt
hülse 24 mittels in dieser gehaltener Dichtungsringe 45,
46 abgedichtet, so daß von außen kein Kühlmittel,
Schmiermittel od. dgl. Verunreinigungen hineingelangen
können.
Für die drehmomentübertragende Kupplung des Werkzeug
trägers 15 enthält der Futterkörper 11 mehrere Mitnahme
körper, die hier aus Kugeln 47, 48 bestehen, die in
Fig. 1 und 2 eingezeichnet sind. Beim gezeigten Aus
führungsbeispiel sind insgesamt drei Kugeln vorhanden,
die in gleichen Umfangswinkelabständen von je 120° Um
fangswinkel voneinander angeordnet sind - und nicht von
90°, wie allein der besseren Übersicht wegen in Fig. 1
und 2 gezeigt ist. Die Kugeln 47, 48 sind in axialem
Abstand von den Querbolzen 20, 21 in radialen Aufnahmen
49 bzw. 50 z. B. in Form von Bohrungen des Futterkörpers
11 enthalten. Die Aufnahmen 49, 50 sind in Radialrichtung
zumindest zur inneren Aufnahme 18 hin soweit offen,
daß die Kugeln 47, 48 zumindest mit einem Umfangsteil
nach innen in die Aufnahme 18 hinein vorstehen können.
Radial nach außen hin brauchen die Aufnahmen 49, 50
nicht zwingend offen zu sein. Beim gezeigten Ausführungs
beispiel bestehen die Aufnahmen 49, 50 aus einfach her
zustellenden radialen Bohrungen, die dann auch nach
außen offen sind, wobei die Kugeln 47, 48 außen von
der zylindrischen Innenfläche 41 der Schalthülse 24 in
jeder Axialstellung dieser überdeckt sind, so daß die
Kugeln 47, 48 nicht nach außen austreten können. Bei
entferntem Werkzeugträger 15 ist ein Herausfallen der
Kugeln 47, 48 nach innen z. B. dadurch verhindert, daß
die Aufnahmen 49, 50 in Form der radialen Bohrungen sich
in Radialrichtung von außen nach innen etwa kegelstumpf
förmig verjüngen oder am radial inneren Bohrungsrand
verstemmt sind.
Den Kugeln 47, 48 sind beim Eingriffskörper 17 des
Werkzeugträgers 15 entsprechende Vertiefungen 51 zuge
ordnet, die in der Außenfläche 19 vorhanden sind.
Diese Vertiefungen 51 sind alle gleich ausgebildet.
Sie sind etwa einem Ringkranz entsprechend in Umfangs
richtung aufeinanderfolgend angeordnet, ohne daß
größere Zwischenräume dazwischen gebildet sind, wobei
allerdings zwischen jeweils benachbarten Vertiefungen
51 Erhöhungen 52 sitzen, die Anlageflanken zur Dreh
momentübertragung durch die Kugeln 47, 48 tragen.
Beim gezeigten Ausführungsbeispiel sind insgesamt zwölf
Vertiefungen 51 vorgesehen. Der gesamte Umfangsbereich
in Höhe der Kugeln 47, 48 ist also hier mit Vertiefungen
51 ausgerüstet. Dies hat den Vorteil, daß beim Einstecken
des Werkzeugträgers 15 mit dem Eingriffskörper 17 in
die Aufnahme 18 die Kugeln 47, 48 sehr schnell und je
weils nur bei geringer relativer Verdrehung zwischen
dem Werkzeugträger 15 und dem Futterkörper 11 ihren
Platz in jeweils zugeordneten Vertiefungen 51 finden.
Die drehmomentübertragende Kupplung wird verschleiß
arm und sehr schnell herbeigeführt. Die Vertiefungen 51
sind etwa kugelabschnittförmig ausgebildet und gehen
in axial verlaufende und in Einsteckrichtung gemäß
Pfeil 16 offene Rinnen 53 über, in die beim Einstecken
des Werkzeugträgers 15 die Kugeln 47, 48 axial eintreten
können.
Bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel
bestehen die Vertiefungen 51 und Erhöhungen 52 da
zwischen aus in Umfangsrichtung abwechselnden Nuten oder
Zähnen und Zahnlücken, wobei mit Vorzug die jeweiligen
Kanten gerundet sind, um den Verschleiß gering zu halten.
Wie insbesondere Fig. 1 zeigt, weist der Eingriffs
körper 17 am in Einsteckrichtung vorderen Ende eine
äußere, sich in Einsteckrichtung gemäß Pfeil 16 etwa
kegelstumpfförmig verjüngende Kopffläche 54 auf, die
hier zugleich die vordere kegelstumpfförmige Außen
fläche 19 des Eingriffskörpers 17 bildet, die beim
Einstecken am zugeordneten Bereich der kegelstumpf
förmigen Innenfläche 18 der Aufnahme 14 mit axial und
radial spielfreier Aufnahme des Eingriffskörpers 17
zur Anlage kommt. Die Kopffläche 54 hat außer diesem
noch einen zweiten Nutzen. Beim Einstecken des Eingriffs
körpers 17 läuft die Kopffläche 54 gegen den mittleren
Abschnitt 34, 35 des Querbolzens 20 bzw. 21 von innen
auf, wobei durch die Kegelstumpfform eine radiale Kraft
komponente erzeugt ist, die eine Radialverschiebung
der Querbolzen 20, 21 bewirkt. Über die Kopffläche 54
werden die Querbolzen 20, 21 also entlang dem schrägen
Querschlitz 28 bzw. 29 gegen die Kraft der Feder 37
nach außen geschoben, bis die Querbolzen 20, 21 von der
schrägen Umfangsfläche 23 axial überlaufen sind und
hinter dieser verriegelnd einschnappen können.
Bedingt durch die kegelförmige Kopffläche 54, durch die
Querbolzen 20, 21 und insbesondere den Schrägverlauf der
Querschlitze 28, 29 ergibt sich zum selbsttätigen
Verriegeln sowie zum gegensinnigen Entriegeln des Werk
zeugträgers 15 ein extrem kurzer Axialweg. Die Zeiten
für Verriegeln bzw. Entriegeln sind dadurch extrem
kurz, so daß extrem kurze Werkzeugwechselzeiten erreich
bar sind. Die in die Vertiefungen 51 eingreifenden
Kugeln 47, 48 gewährleisten eine sichere und
zugleich verschleißfreie Drehmomentübertragung,
wobei beim Verriegeln bzw. Entriegeln der
Eingriff der Kugeln 47, 48 in zugeordnete Vertiefungen
51 schnell, störungsfrei und ebenfalls zumindest
verschleißarm geschieht. Beim Einstecken des Werkzeug
trägers 15 in den Futterkörper 11 erfolgt die Verriegelung
selbsttätig, ohne daß es zusätzlicher Einrichtungen,
Schritte, Handhabungen od. dgl. bedarf. Durch die
Kegelstumpfform der Innenfläche 18 der Aufnahme 14
einerseits und der Außenfläche 19 des Eingriffskörpers
17 andererseits ist eine reproduzierbare Verriegelungs
stellung mit sowohl axial als auch radial spielfreiem
Sitz gewährleistet. Durch den Steilkegel ist eine
schnelle und leichte Kuppelbarkeit erzielt. Von Vorteil
ist ferner eine damit gewährleistete hohe Rundlauf
genauigkeit, so daß das Schnellwechselfutter 10 dadurch
für die heute geforderten hohen Drehzahlen beim be
stimmungsgemäßen Gebrauch geeignet ist. Das Schnell
wechselfutter 10 baut axial äußerst klein und kompakt,
ebenso radial. Es eignet sich mit besonderem Vorteil
für einen automatischen Werkzeugwechsel mittels Roboter,
Handhabungsautomaten od. dgl., wobei bei diesem Wechsel
der komplette Werkzeugträger 15 mit Spannzange 26 und
darin gespanntem Werkzeug gewechselt wird. Ebensogut ist
ein Wechsel per Hand möglich.
Die Schalthülse 24 trägt außen einen Ringflansch 55 mit
etwa trapezförmiger Umfangsnut 56 darin, in die bedarfs
weise ein Greifer 57 eines nicht weiter gezeigten
Werkzeugwechslers eingreifen kann. Form und Größe der
Umfangsnut 56 entsprechen festen Vorgaben für ent
sprechende Abmessungen des Greifers 57, so daß das
Schnellwechselfutter 10 damit an die übliche Größe und Form
solcher Greifer 57 angepaßt ist. Diese weisen z. B. zwei
Greifbacken auf, von denen in Fig. 5 und 6 nur ein
Greifbacken 58 zu sehen ist. Zum Greifen werden beide
Greifbacken z. B. parallel zueinander unter Verengung
des Zwischenraumes dazwischen aufeinanderzu bewegt. Zum
Freigeben erfolgt eine gegensinnige Bewegung.
Statt der Umfangsnut 56 oder auch zusätzlich dazu, wie
gezeigt, ist der Ringflansch 55 am in Fig. 1 unteren
Stirnende, das dem Futterkörper 11 abgewandt ist, mit
einer Schrägfläche 59 versehen, die zum automatischen
Entriegeln mittels des Greifers 57 mit diesem zusammen
wirkt. Beim Schließen der Greifbacken 58 in be
schriebener Weise gelangt eine zugewandte Schrägfläche
am Greifbacken 58 in Anlage mit der Schrägfläche 59,
wobei ein weiteres Schließen der Greifbacken 58 bedingt
durch die Schrägfläche am Greifbacken 58 eine Axial
verschiebung der Schalthülse 24 in Richtung zum Futter
körper 11, also in Einsteckrichtung 16, gegen die
Wirkung der Feder 37 zur Folge hat. Dies veranschaulicht
Fig. 5.
Der Werkzeugträger 15 weist in Axialabstand von seinem
Eingriffskörper 17 einen Ringflansch 60 mit etwa
trapezförmiger Umfangsnut 61 darin auf, die so wie die
Umfangsnut 56 im Ringflansch 55 der Schalthülse 24 be
schaffen ist, so daß auch in diese Umfangsnut 61 ein
Greifer 57 eines Werkzeugwechslers in gleicher Weise
eingreifen kann. Der Ringflansch 60 ist axial unver
schieblich jedoch in Umfangsrichtung drehbar auf dem
Werkzeugträger 15 gehalten. Dies kann mittels eines
Lagers dazwischen erfolgen. Beim gezeigten Ausführungs
beispiel weist der Werkzeugträger 15 hierzu auf seiner
äußeren Umfangsfläche 62 eine Ringnut 63 auf. Der Ring
flansch 60 enthält in seiner auf der Umfangsfläche 62
aufsitzenden inneren Umfangsfläche 64 eine entsprechende
Ringnut 65. Dazwischen sitzt ein an irgendeiner Umfangs
stelle offener, also nicht ringsum geschlossener,
radial nach außen ausfedernder Haltering 66, der zu
gleich in die Ringnut 63 und in die Ringnut 65 eingreift
und eine Axialsicherung mit gleichzeitiger Umfangs
lagerung für den Ringflansch 60 bildet. Bei dem in Fig. 1
rechts der Mittellinie gezeigten Ausführungsbeispiel
des Sitzes des Ringflansches 60 werden die beim Ein
stecken des Werkzeugträgers 15 in Pfeilrichtung 16 vom
Ringflansch 60 auf den Werkzeugträger 15 in dieser
Richtung zu übertragenden Axialkräfte von einer Axial
schulter 67 des Werkzeugträgers 15 aufgenommen, an der
der Ringflansch 60 in diesem Bereich axial anliegt,
so daß der Haltering 66 diese axialen Kräfte in Pfeil
richtung 16 nicht übertragen muß. Das in Fig. 1 links
der Mittellinie gezeigte andere Ausführungsbeispiel
für die Halterung des Ringflansches 60 ist für dem
gegenüber größere eingesetzte Spannzangen bestimmt. Hier
befindet sich eine Axialschulter 68 am anderen axialen
Ende des Werkzeugträgers 15, die beim Entriegeln und
axialen Herausziehen des Werkzeugträgers 15 die Axial
kräfte, die auf den Ringflansch 60 wirken, auf den
Werkzeugträger 15 überträgt.
Das Schnellwechselfutter 10 ist mit einer inneren,
zentralen Kühlmittelzuführung versehen, die bis hin zur
Aufnahme 25 und dortigen Spannzange 26 führt und in
bekannter Weise in dortige Kühlmittelkanäle überleitet,
die zum eingespannten Werkzeug führen. Hierzu ist der
Werkzeugträger 15 mit einem koaxialen, axial durch
gehenden und beidendig offenen Zentralkanal 69 versehen,
der am in Einsteckrichtung vorn liegenden freien Ende
des Eingriffskörpers 17 in einen etwas abgesetzten
Bohrungsabschnitt 70 mit darin gehaltenem Dichtungsring
71 übergeht.
In zugeordneter Weise enthält der Futterkörper 11 am
der Einstecköffnung fernen und dem Befestigungsflansch
12 nahen Ende, z. B. im Bereich des dortigen Bodens 72,
einen koaxialen, zentralen Kühlmittelkanal 73, an dem
der Werkzeugträger 15 beim Einstecken selbsttätig mit
seinem Zentralkanal 69 anschließbar ist. Der Kühlkanal
73 weist ein darin eingeschraubtes Rohr 74 auf, das
mit seinem freien Ende gegensinnig zur Einsteckrichtung
in die Aufnahme 14 hinein vorsteht. Der Bohrungsab
schnitt 70 entspricht im Durchmesser zumindest im
wesentlichen dem Außendurchmesser des Rohres 74, das
soweit in die Aufnahme 14 hinein vorsteht, daß beim
Einstecken des Werkzeugträgers 15 das zuwandte Ende des
Rohres 74 selbsttätig im Bohrungsabschnitt 70 und dort,
wo sich der Dichtungsring 71 befindet, unter Herstellung
einer flüssigkeitsdichten Verbindung aufgenommen wird.
Soll der Werkzeugträger 15 (Fig. 1) entkuppelt, aus dem
Futterkörper 11 entfernt und gegen einen anderen ausge
tauscht werden, der in den Futterkörper 11 eingesteckt
wird, und dies im automatischen Wechsel, wird wie folgt
vorgegangen. Die Greifbacken 58 des Greifers 57 eines
Roboters, Handhabungsautomaten od. dgl. werden in der
Position gemäß Fig. 5 aufeinanderzu bewegt. Durch Anlage
an der Schrägfläche 59 der Schalthülse 54 und den
Schrägverlauf mit dadurch gegebener Axialkomponente
wirkt auf die Schalthülse 24 eine Axialkraft in Richtung
auf den Futterkörper 11, also in Pfeilrichtung 16.
Dadurch wird die Schalthülse 24 axial verschoben. Da
die überstehenden Enden 30 bis 33 der Querbolzen 20, 21
an der Ringfläche 36 der Schalthülse 24 anliegen, hat
deren Axialverschiebung zur Folge, daß die Querbolzen 20,
21 gegen die Wirkung der Feder 37 dadurch axial beauf
schlagt sind. Aufgrund des Schrägverlaufs der Quer
schlitze 28, 29, die die Bewegung der Querbolzen 20, 21
steuern, werden diese schräg nach außen bewegt, mit
radialer und überlagerter axialer Bewegungskomponente.
Die mittleren Abschnitte 34, 35 der Querbolzen 20 bzw. 21
gelangen dabei außer Eingriff mit der Ringnut 22, ins
besondere der schrägen Umfangsfläche 23, des Eingriffs
körpers 17 und geben diesen axial frei. Der Werkzeug
träger 15 kann somit axial gegensinnig zur Einsteck
richtung gemäß Pfeil 16 herausgezogen werden, was eben
falls mittels eines Greifers eines Werkzeugwechslers
zeitlich überlagert oder anschließend erfolgen kann.
Sobald die axiale Entkupplungskraft von der Schalthülse
24 abfällt, wird diese über die Feder 37, den Ring 39,
der auf die überstehenden Enden 30 bis 33 der Querbolzen
20, 21 drückt, und über die Enden 30 bis 33, die an der
Ringfläche 36 axial aufliegen, wieder in die Ausgangs
stellung zurückgeschoben mit gleichzeitiger Verschiebung
der Querbolzen 20, 21 längs der schrägen Querschlitze 28,
29 in die in Fig. 2 und 3 gezeigte Position, in der
die Querbolzen 20, 21 zur Aufnahme eines Eingriffs
körpers eines neuen Werkzeugträgers 15 bereit sind.
Die Endstellung wird dadurch hergestellt, daß die Enden
30 bis 33 der Querbolzen 20, 21 am Grund des Quer
schlitzes 28, 29 anliegen oder vor Erreichen dieser An
lagestellung die Schalthülse 24 bereits am Sicherungs
ring 44 anschlägt. Der Werkzeugträger 15 wird bei diesem
Wechsel axial aus dem Futterkörper 11 herausgezogen,
während die Schalthülse 24 sich noch in der nicht zurück
gestellten Entkupplungsstellung befindet. Eine Ver
lagerung der Kugeln 47, 48 beim Entkuppeln und Heraus
ziehen ist nicht erforderlich, da die Vertiefungen 51
aufgrund der Rinnen 53 auf der in Einsteckrichtung
weisenden Axialseite offen sind.
Soll beim Zustand gemäß Fig. 2 und 3 ein neuer Werkzeug
träger eingesteckt und verriegelt werden, kann dieser
ebenfalls mittels eines Greifers 57, dessen Greifbacken
58 in die Umfangsnut 61 eingreifen, herangeführt und
axial in Pfeilrichtung 16 in die Aufnahme 14 eingeführt
werden. Bei dieser Einsteckbewegung in Pfeilrichtung 16
erfolgt zugleich die Verriegelung automatisch. Die Kopf
fläche 54 drückt den mittleren Abschnitt 34, 35 und
damit die Querbolzen 20, 21 soweit nach außen mit
überlagerter Axialbewegung aufgrund des Schrägverlaufs
der Querschlitze 28, 29, bis der Sitz hergestellt ist
und die Querbolzen 20, 21 unter der Wirkung der sich
entspannenden Feder 37 in die Verriegelungsstellung
zurück- und hinter der Umfangsfläche 23 einschnappen.
Die Kugeln 47, 48 laufen über die Rinnen 53 in die
Vertiefungen 51 ein. Sollte eine andere Relativdrehlage
vorhanden sein, so daß eine oder mehrere der Kugeln 47, 48
axial im Bereich der Erhöhungen 52 stehen, finden die
Kugeln 47, 48 selbsttätig über die benachbarte Rinne 53
ihren Weg in die benachbarte Vertiefung 51 mit einher
gehender geringfügiger Drehung des Werkzeugträgers 15
relativ zum Ringflansch 60. Diese selbsttätige Ein
kupplung mit Relativdrehung wird durch die drehbare
Lagerung des Ringflansches 60 auf dem Werkzeugträger 15
erreicht. Gleichzeitig beim Einstecken nimmt der
Bohrungsabschnitt 70 das freie Ende des Rohres 74 auf,
so daß dadurch selbsttätig der Zentralkanal 69 des Werk
zeugträgers 15 an den Kühlmittelkanal 73 des Futter
körpers 11 für die innere Kühlmittelführung angeschlossen
ist.
Durch den Schrägverlauf der Querschlitze 28, 29 können
beim Entriegeln und Verriegeln die Querbolzen 20, 21
schnell ausweichen. Dank der Axialkomponente bei dieser
Bewegung baut das Schnellwechselfutter radial klein und
kompakt. Außerdem ist das Schnellwechselfutter auch in
Axialrichtung sehr klein und kurz. Dank dieser kurzen
Abmessung ermöglicht es maschinenseitig hohe Drehzahlen,
geringere Spindelbelastungen der Maschine und größere
Genauigkeiten bei der Bearbeitung. Zum Entkuppeln und
Kuppeln ist aufgrund der Querbolzen 20, 21 nur ein
extrem kurzer Weg nötig, und demgemäß hinsichtlich der
Schalthülse 24 nur ein sehr kurzer axialer Verschiebeweg,
der das Schnellwechselfutter 10 besonders für den auto
matischen Werkzeugwechsel mittels Roboter od. dgl. ge
eignet macht. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß mit
kurzen Werkzeugen, z. B. Bohrern, und dabei ohne Bohr
buchse gearbeitet werden kann.
Claims (30)
1. Schnellwechselfutter für Werkzeuge, z. B. Bohrer, Fräser
od. dgl., insbesondere für einen automatischen Werkzeug
wechsel, mit einem rotationssymmetrischen Futterkörper (11)
mit zentraler innerer Aufnahme (14), in der ein koaxialer
Werkzeugträger (15) mit einem in die Aufnahme (14) ein
greifenden Eingriffskörper (17) aufnehmbar ist, der im
Futterkörper (11) mittels darin radial verschieblich ge
haltener Verriegelungselemente axial verriegelbar bzw. ent
riegelbar ist, die in der verriegelten Stellung an einer
schrägen Umfangsfläche (23) des Eingriffskörpers (17) an
liegen und von einer außen auf dem Futterkörper (11) sitzenden
und verschiebbar geführten Schalthülse (24) beaufschlagbar
sind, und der in seiner verriegelten Stellung in Drehrichtung
drehmomentübertragend mit dem Futterkörper (11) gekuppelt
ist, dadurch gekennzeichnet, daß als
Verriegelungselemente zumindest zwei Querbolzen (20, 21) vor
gesehen sind, die innerhalb einer gemeinsamen Diametralebene
in Abstand voneinander angeordnet sind und jeweils - einer
Sekante folgend - innerhalb eines schrägen, nach innen zur Auf
nahme (14) und nach außen hin offenen Querschlitzes (28, 29)
des Futterkörpers (11) derart gehalten sind, daß jeweils die
Enden (30-33) beidseitig aus dem Querschlitz (28, 29) heraus
ragen und über die äußere Umfangsfläche (27) des Futter
körpers (11) überstehen und ein mittlerer Abschnitt
(34, 35) in der verriegelten Stellung, in der dieser
an der schrägen Umfangsfläche (23) des Eingriffs
körpers (17) angreift, sowie in der zur Aufnahme
des Eingriffskörpers (17) bereiten Stellung durch
den Querschlitz (28, 29) hindurch radial nach innen
und in die Aufnahme (14) hinein vorsteht, und daß
die überstehenden Enden (30-33) der Querbolzen
(20, 21) auf einer Axialseite mittels Federkraft
(37) derart beaufschlagt sind, daß die Querbolzen
(20, 21) entlang dem schrägen Querschlitz (28, 29)
radial nach innen gezwungen sind, und auf der
anderen Axialseite von einer benachbarten axialen
Ringfläche (36) der Schalthülse (24) zum Entriegeln
gegensinnig aus dem schrägen Querschlitz (28, 29) heraus
entgegen der axialen Federkraft verschiebbar
sind.
2. Schnellwechselfutter nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die mindestens zwei
Querbolzen (20, 21) einander gegenüberliegen und
zueinander etwa parallel verlaufen.
3. Schnellwechselfutter nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die
mindestens zwei schrägen Querschlitze (28, 29) in
Schrägebenen verlaufen, die entgegen der Einsteck
richtung (Pfeil 16) des Eingriffskörpers (17) etwa
keilförmig zulaufen.
4. Schnellwechselfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
auf den überstehenden Enden (30-33) der Quer
bolzen (20, 21) ein Ring (39) aufliegt, der mit der
axialen Federkraft beaufschlagt ist.
5. Schnellwechselfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
gekennzeichnet durch eine den
Futterkörper (11) umgebende, mit einem Ende axial
daran abgestützte Feder (37), insbesondere zylindrische
Schraubenfeder, deren anderes Ende an den über
stehenden Enden (30-33) der Querbolzen (20, 21),
insbesondere mittels des darauf aufliegenden Ringes (39),
abgestützt ist.
6. Schnellwechselfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Schalthülse (24) im Axialbereich der Querbolzen (20,
21), insbesondere axial an ihre axiale Ringfläche
(36) anschließend, eine innere Ringausnehmung (40)
aufweist, deren Innendurchmesser derart groß gewählt
ist, daß die Querbolzen (20, 21) Platz zur Verschiebung
aus dem Querschlitz (28, 29) radial nach außen haben
und mit ihren Enden (30-33) im nach außen herausge
schobenen Zustand gegen völliges Austreten aus dem
Querschlitz (28, 29) gesichert sind.
7. Schnellwechselfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die
äußere Umfangsfläche (27) des Futterkörpers (11)
zylindrisch ist und die Schalthülse (24) zumindest
an beiden axialen Enden eine zylindrische Innenfläche
(41, 42) aufweist, mit der die Schalthülse (24) auf
der Außenfläche (27, 43) des Futterkörpers (11) axial
verschiebbar gehalten und geführt ist.
8. Schnellwechselfutter nach Anspruch 6 oder 7, da
durch gekennzeichnet, daß der
zwischen dem Futterkörper (11) und der Schalthülse
(24) gebildete Zwischenraum an beiden axialen End
bereichen der Schalthülse (24) mittels in dieser
gehaltener Dichtungsringe (45, 46) abgedichtet ist.
9. Schnellwechselfutter nach einem der Ansprüche
1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schalthülse (24) einen Ringflansch (55) mit
etwa trapezförmiger Umfangsnut (56) darin aufweist,
in die ein Greifer (57) eines Werkzeugwechslers
eingreifen kann, und/oder vorzugsweise, daß der Ring
flansch (55) am dem Futterkörper (11) abgewandten
Stirnende eine Schrägfläche (59) als Angriffsfläche
für den Greifer (57) trägt.
10. Schnellwechselfutter nach einem der Ansprüche
1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der Futterkörper (11) in vorzugsweise gleichen
Umfangswinkelabständen voneinander angeordnete
Mitnahmekörper (47, 48), insbesondere Kugeln, zur
drehmomentübertragenden Kupplung des Eingriffs
körpers (17) aufweist.
11. Schnellwechselfutter nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mitnahme
körper (47, 48), insbesondere Kugeln, in axialem
Abstand von den Querbolzen (20, 21) angeordnet sind.
12. Schnellwechselfutter nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Mitnahmekörper (47, 48), insbesondere Kugeln, in
radialen Aufnahmen (49, 50), insbesondere Bohrungen,
enthalten sind, die in Radialrichtung zumindest zur
inneren Aufnahme (14) hin derart offen sind, daß
die Mitnahmekörper (47, 48), insbesondere Kugeln,
zumindest mit einem Umfangsteil nach innen hinein
vorstehen können.
13. Schnellwechselfutter nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die radialen Auf
nahmen (49, 50), insbesondere Bohrungen, zur äußeren
Umfangsfläche (27) des Futterkörpers (11) hin offen
sind und daß die an einem Ende der Schalthülse
(24) vorgesehene zylindrische Innenfläche (41)
in jeder Axialstellung der Schalthülse (24) die Mit
nahmekörper (47, 48), insbesondere Kugeln, außen
überdeckt.
14. Schnellwechselfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Eingriffskörper (17) auf seiner Außenfläche (19),
die im eingesteckten Zustand innerhalb des Futter
körpers (11) lagert, Vertiefungen (51) zur Aufnahme
der Mitnahmekörper (47, 48), insbesondere Kugeln,
aufweist, die axial in Einsteckrichtung (Pfeil 16)
und radial nach außen hin offen sind.
15. Schnellwechselfutter nach Anspruch 14, dadurch
gekennzeichnet, daß in Umfangsrichtung
des Eingriffskörpers (17) Vertiefungen (51) und Er
höhungen (52) dazwischen einander abwechseln, die in
vorzugsweise gleichen Umfangswinkelabständen auf
einanderfolgen, vorzugsweise ohne Zwischenräume
dazwischen.
16. Schnellwechselfutter nach Anspruch 14 oder 15, da
durch gekennzeichnet, daß der
Eingriffskörper (17) einen Ringkranz mit Vertiefungen
(51) aufweist.
17. Schnellwechselfutter nach einem der Ansprüche
14 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vertiefungen (51) etwa kugelabschnittförmig
ausgebildet sind und in axial verlaufende und
offene Rinnen (53) übergehen.
18. Schnellwechselfutter nach einem der Ansprüche
14 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vertiefungen und Erhöhungen dazwischen durch
einander in Umfangsrichtung abwechselnde Nuten oder
Zähne und Zahnlücken, vorzugsweise jeweils mit
gerundeten Kanten, gebildet sind.
19. Schnellwechselfutter nach einem der Ansprüche
1 bis 18, dadurch gekennzeichnet,
daß die Innenfläche (18) der Aufnahme (14) des Futter
körpers (11) und die Außenfläche (19) des Eingriffs
körpers (17) zumindest auf einem Axialbereich oder
auf zwei axial in Abstand voneinander befindlichen
Axialbereichen sich jeweils in Einsteckrichtung
(Pfeil 16) des Eingriffskörpers (17) etwa kegel
stumpfförmig verjüngen.
20. Schnellwechselfutter nach Anspruch 19, dadurch
gekennzeichnet, daß die kegelstumpf
förmige Innenfläche (18) der Aufnahme (14) und
Außenfläche (19) des Eingriffskörpers (17) einen
Steilkegel aufweist, wobei der Kegelwinkel unterhalb
der Selbsthemmung liegt.
21. Schnellwechselfutter nach einem der Ansprüche
1 bis 20, dadurch gekennzeichnet,
daß der Eingriffskörper (17) eine im Querschnitt
etwa trapezförmige äußere Ringnut (22) aufweist,
deren eine Nutflanke die schräge Umfangsfläche (23)
bildet, hinter der beim Einstecken des Eingriffs
körpers (17) in die Aufnahme (14) die Querbolzen
(20, 21) mit ihrem mittleren Abschnitt (34, 35) ein
schnappen.
22. Schnellwechselfutter nach einem der Ansprüche
1 bis 21, dadurch gekennzeichnet,
daß das in Einsteckrichtung (Pfeil 16) vordere
Ende des Eingriffskörpers (17) eine äußere, sich
in Einsteckrichtung etwa kegelstumpfförmig ver
jüngende Kopffläche (54) aufweist, die beim Ein
stecken gegen den mittleren Abschnitt (34, 35) der
Querbolzen (20, 21) von innen her aufläuft und diese
entlang dem schrägen Querschlitz (28, 29) gegen die
Federkraft (37) nach außen schiebt, bis die Quer
bolzen (20, 21) nach Überlaufen dieser hinter der
schrägen Umfangsfläche (23) des Eingriffskörpers
(17) verriegelnd einschnappen.
23. Schnellwechselfutter nach Anspruch 19 und 22,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Kopffläche (54) zugleich diejenige vordere Kegel
stumpffläche (19) des Eingriffskörpers (17) bildet,
die beim Einstecken an einem kegelstumpfförmigen
Abschnitt der Innenfläche (18) der Aufnahme (14)
mit axial und radial spielfreier Aufnahme des
Eingriffskörpers (17) zur Anlage kommt.
24. Schnellwechselfutter nach einem der Ansprüche
1 bis 23, dadurch gekennzeichnet,
daß der Werkzeugträger (15) einen koaxialen, axial
durchgehenden und offenen Zentralkanal (69) zur
inneren Kühlmittelleitung enthält.
25. Schnellwechselfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 24,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Futterkörper (11) am der Einstecköffnung fernen Ende,
z. B. im Bereich eines Bodens (72), einen koaxialen
zentralen Kühlmittelkanal (73) enthält, an den der
Werkzeugträger (15) beim Einstecken selbsttätig mit
seinem Zentralkanal (69) anschließbar ist.
26. Schnellwechselfutter nach Anspruch 24 oder 25,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Kühlmittelkanal (73) ein in einer Axialbohrung ange
ordnetes Rohr (74) aufweist, das mit seinem freien
Ende frei in die Aufnahme (14) hinein vorsteht,
und daß der Zentralkanal (69) im Werkzeugträger (15)
am dem Rohr (74) zugewandten Ende einen dem Außen
durchmesser des Rohres (74) zumindest im wesentlichen
entsprechenden Bohrungsabschnitt (70), vorzugsweise
mit darin gehaltenem Dichtungsring (71), aufweist,
der das Rohrende beim Einstecken aufnimmt.
27. Schnellwechselfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 26,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Werkzeugträger (15) in Axialabstand vom einsteck
baren Eingriffskörper (17) einen Ringflansch (60)
mit etwa trapezförmiger Umfangsnut (61) darin auf
weist, in die ein Greifer (57) eines Werkzeug
wechslers eingreifen kann.
28. Schnellwechselfutter nach Anspruch 9 oder 27, da
durch gekennzeichnet, daß der
Ringflansch (55) der Schalthülse (24) und/oder der
Ringflansch (60) des Werkzeugträgers (15) daran
axial unverschieblich, jedoch in Umfangsrichtung
relativ dazu drehbar gehalten ist.
29. Schnellwechselfutter nach Anspruch 28, dadurch
gekennzeichnet, daß der Werkzeugträger
(15) und/oder die Schalthülse (24) auf der äußeren
Umfangsfläche (62) eine Ringnut (63) aufweist, in
der ein radial ausfedernder, nicht geschlossener
Haltering (66) sitzt, der zugleich in eine in der
inneren Umfangsfläche (64) des Ringflansches (60)
enthaltene Ringnut (65) eingreift und eine Axial
sicherung mit gleichzeitiger Umfangslagerung für
den Ringflansch (60) bildet.
30. Schnellwechselfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 29,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Schrägwinkel der schrägen Umfangsfläche (23) des Ein
griffskörpers (17) kleiner als derjenige der schrägen
Querschlitze (28, 29) gewählt ist und dadurch die
daran anliegenden Querbolzen (20, 21) in der verrie
gelten Stellung eine axiale, in Einsteckrichtung
wirkende Kraft ausüben.
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